JP2007002689A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポスト噴射を実行する内燃機関において、エンジンオイルの希釈状態を精度良く推定でき、それにより、オイルダイリューション量を適切に制御することができる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】 燃料を燃焼室３ｃに噴射するインジェクタ６を有する内燃機関３において、検出された内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＰ）に基づいて、内燃機関３の膨張行程中または排気行程中にインジェクタ６から燃料を噴射するポスト噴射を実行し（ステップ７、８）、ポスト噴射された燃料によって希釈されたエンジンオイルの希釈量ＱＡＯＤを算出し（ステップ３５）、エンジンオイルから蒸発した燃料の蒸発量ＱＶＡＦを算出し（ステップ３９）、算出されたエンジンオイル希釈量ＱＡＯＤおよび燃料蒸発量ＱＶＡＦに基づいて、エンジンオイルの希釈状態ＱＯＤを推定する（ステップ４０、４１）。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ディーゼルエンジンなどにおいて、膨張行程中または排気行程中に燃料を燃焼室に噴射する内燃機関の制御装置に関する。

従来、この種のディーゼルエンジンの制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このディーゼルエンジン（以下「エンジン」という）の吸気管には、燃焼室内にスワールを発生させるスワール制御弁が、排気管には、排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタが、それぞれ設けられている。この制御装置では、エンジンの燃焼に必要な燃料に加えて、膨張行程中または排気行程中に燃料を燃焼室に噴射するポスト噴射が適宜、実行される。このポスト噴射により、未燃燃料を排ガス中に含ませ、フィルタなどで燃焼させることにより、フィルタの温度を上昇させ、フィルタに堆積したＰＭを燃焼させることによって、フィルタが再生される。

また、このようなポスト噴射を実行すると、排気行程中に燃焼室にポスト噴射された燃料の一部が、燃焼室から排出されずに、シリンダの壁面などに付着し、エンジンオイルに混入することによって、オイルダイリューションが生じる。このため、この従来の制御装置では、ポスト噴射の実行中に、上記スワール制御弁を制御し、スワールを発生させることによって、ポスト噴射された燃料の気化を促進し、それにより、シリンダ壁面への燃料の付着を抑制するようにしている。

上述したように、従来の制御装置では、ポスト噴射を実行する際にスワールを発生させる。しかし、スワールは、エンジンの吸気動作に伴って発生するものであるので、その後にポスト噴射が行われる膨張・排気行程中には、スワールが弱められることによって、ポスト噴射された燃料の気化を十分には促進できないため、オイルダイリューションを確実に防止できるとは限らない。このため、内燃機関の潤滑などのエンジンオイルの機能を確保できなくなるおそれがある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ポスト噴射を実行する内燃機関において、エンジンオイルの希釈状態を精度良く推定でき、それにより、オイルダイリューション量を過大にならないように適切に制御することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

特開２００３−２６９２３０号公報

上記の目的を達成するため、請求項１に係る内燃機関の制御装置１は、燃料を燃焼室３ｃに噴射するインジェクタ６を有する内燃機関３において、内燃機関３の運転状態（実施形態における（以下、本項において同じ）エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＰ）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ１１、ＥＣＵ２、アクセル開度センサ１５）と、検出された内燃機関３の運転状態に基づいて、内燃機関３の膨張行程中または排気行程中にインジェクタ６から燃料を噴射するポスト噴射を実行するポスト噴射制御手段（ＥＣＵ２、ステップ７、８）と、ポスト噴射された燃料によって希釈されたエンジンオイルの希釈量（オイルダイリューション発生量ＱＡＯＤ）を算出するエンジンオイル希釈量算出手段（ＥＣＵ２、ステップ３５）と、エンジンオイルから蒸発した燃料の蒸発量ＱＶＡＦを算出する燃料蒸発量算出手段（ＥＣＵ２、ステップ３９）と、算出されたエンジンオイル希釈量および燃料蒸発量ＱＶＡＦに基づいて、エンジンオイルの希釈状態（オイルダイリューション量ＱＯＤ）を推定するエンジンオイル希釈状態推定手段（ＥＣＵ２、ステップ４０、４１）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、ポスト噴射制御手段によって、膨張行程中または排気行程中に燃料を燃焼室に噴射するポスト噴射が、検出された内燃機関の運転状態に基づいて実行され、ポスト噴射した燃料により希釈されたエンジンオイルの希釈量が、エンジンオイル希釈量算出手段によって算出される。また、エンジンオイルから蒸発した燃料の蒸発量が、燃料蒸発量算出手段によって算出され、算出した燃料蒸発量およびエンジンオイル希釈量に基づき、エンジンオイルの希釈状態が、エンジンオイル希釈状態推定手段によって推定される。

ポスト噴射された燃料の一部は、内燃機関のシリンダ壁面に付着し、その後、エンジンオイルに混入し、これを希釈する。また、そのように混入した燃料は、ポスト噴射を実行しないその後の通常の運転時には、エンジンオイルから蒸発する。したがって、上記のように、エンジンオイル希釈量および燃料蒸発量に基づいて、エンジンオイルの希釈状態を推定することによって、この推定を精度良く行うことができる。したがって、例えば、このように精度良く推定されたエンジンオイルの希釈状態に応じて内燃機関を制御することによって、オイルダイリューション量を過大にならないように適切に制御することが可能になる。

前記目的を達成するため、請求項２に係る内燃機関の制御装置１は、燃料を燃焼室３ｃに噴射するインジェクタ６を有する内燃機関３において、内燃機関の運転状態（実施形態における（以下、本項において同じ）エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＰ）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ１１、ＥＣＵ２、アクセル開度センサ１５）と、検出された内燃機関３の運転状態に基づいて、内燃機関３の膨張行程中または排気行程中にインジェクタ６から噴射される燃料量であるポスト噴射量ＱＰＯＳＴを算出するポスト噴射量算出手段（ＥＣＵ２、ステップ７）と、エンジンオイルの希釈状態（オイルダイリューション量ＱＯＤ）を推定または検出するエンジンオイル希釈状態検出手段（ＥＣＵ２、ステップ４０、４１）と、推定または検出されたエンジンオイルの希釈状態に応じて、ポスト噴射量算出手段により算出されたポスト噴射量ＱＰＯＳＴを低減するポスト噴射量低減手段（ＥＣＵ２、ステップ２２〜２５、ステップ３）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、ポスト噴射量算出手段によって、検出された内燃機関の運転状態に基づいてポスト噴射量が算出され、エンジンオイル希釈状態検出手段によって、エンジンオイルの希釈状態が推定または検出される。また、そのように推定または検出したエンジンオイルの希釈状態に応じ、ポスト噴射量が、ポスト噴射量低減手段によって低減される。このように、エンジンオイルの希釈状態に応じてポスト噴射量を低減するので、例えば、オイルダイリューション量が比較的大きいときに、ポスト噴射を禁止することによって、オイルダイリューション量を、エンジンオイルの所期の機能を維持できるようなレベルに制御することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置１、およびこれを適用した内燃機関３を示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、車両（図示せず）に搭載された、例えば４気筒タイプのディーゼルエンジンである。

エンジン３のピストン３ａとシリンダヘッド３ｂの間には、燃焼室３ｃが形成されている。シリンダヘッド３ｂには、吸気管４および排気管５がそれぞれ接続されるとともに、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）６が、燃焼室３ｃに臨むように取り付けられている。

インジェクタ６は、燃焼室３ｃの天壁中央部に配置されており、コモンレールを介して、高圧ポンプおよび燃料タンク（いずれも図示せず）に順に接続されている。燃料タンクの燃料は、高圧ポンプによって、高圧に昇圧された後、コモンレールを介してインジェクタ６に送られ、インジェクタ６から燃焼室３ｃに噴射される。また、インジェクタ６の燃料噴射量ＱＩＮＪおよび噴射時期は後述するＥＣＵ２によって設定され、インジェクタ６の開弁時間および開弁タイミングは、ＥＣＵ２からの駆動信号によって、設定した燃料噴射量ＱＩＮＪおよび噴射時期が得られるように制御される。

エンジン３のクランクシャフト３ｄには、マグネットロータ１１ａが取り付けられており、このマグネットロータ１１ａとＭＲＥピックアップ１１ｂによって、クランク角センサ１１（運転状態検出手段）が構成されている。クランク角センサ１１は、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば３０゜）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを求める。ＴＤＣ信号は、各シリンダのピストン３ａが吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、４気筒タイプの本例では、クランク角１８０゜ごとに出力される。

排気管５には、上流側から順に、酸化触媒７およびフィルタ８が設けられている。酸化触媒７は、排ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化し、排ガスを浄化する。フィルタ８は、排ガス中の煤などのパティキュレート（以下「ＰＭ」という）を捕集することによって、大気中に排出されるＰＭを低減する。また、フィルタ８の表面には、酸化触媒７と同様の触媒（図示せず）が担持されている。

さらに、排気管５のフィルタ８のすぐ上流側には、排ガス温度センサ１２が設けられている。排ガス温度センサ１２は、フィルタ８のすぐ上流側の排ガスの温度（以下「フィルタ前ガス温度」という）ＴＤＰＦＧを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

ＥＣＵ２には、水温センサ１３、油温センサ１４およびアクセル開度センサ１５（運転状態検出手段）から、エンジン３の本体内を循環する冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）ＴＷを表す検出信号が、エンジン３の潤滑などを行うエンジンオイルの温度（以下「油温」という）ＴＯＩＬを表す検出信号が、およびアクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、それぞれ出力される。また、ＥＣＵ２には、ＤＰＦランプ２１が接続されている。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種のセンサ１１〜１５からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。

ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン３の運転状態を判別し、判別した運転状態に応じ、ポスト噴射を含むインジェクタ６の燃料噴射制御などを行う。また、本実施形態では、ＥＣＵ２によって、運転状態検出手段、ポスト噴射制御手段、エンジンオイル希釈量算出手段、燃料蒸発量算出手段、エンジンオイル希釈状態推定手段、ポスト噴射量算出手段、エンジンオイル希釈状態検出手段、およびポスト噴射量低減手段が構成されている。

図２に示すポスト噴射制御処理は、上記のポスト噴射を制御するものであり、ＴＤＣ信号の入力に同期して実行される。このポスト噴射は、フィルタ８に堆積したＰＭが大きくなったときに、排圧の上昇によるエンジン３の出力の低下や燃費の悪化を防止すべく、フィルタ８を再生するために行うものであり、膨張行程中または排気行程中にインジェクタ６から燃料を燃焼室３ｃに噴射することにより、未燃燃料を排ガス中に含ませ、酸化触媒７などで燃焼させ、フィルタ８に堆積したＰＭを燃焼させることによって、フィルタ８の再生が行われる。

まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、フィルタ８に堆積したＰＭの堆積量（以下「ＰＭ堆積量」という）ＳＱＰＭＤＰＦを算出する。具体的には、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、ＰＭ排出量マップ（図示せず）を検索することによって、エンジン３から排出されたＰＭの排出量を算出する。この燃料噴射量ＱＩＮＪは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することなどによって算出される。次いで、フィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧに基づき、テーブル（図示せず）を検索することによって、フィルタ８で燃焼されたＰＭの燃焼量を算出する。そして、求めたＰＭ排出量からＰＭ燃焼量を減算することによって、１ＴＤＣ当たりのＰＭ堆積量を算出し、この１ＴＤＣ当たりのＰＭ堆積量をＰＭ堆積量ＳＱＰＭＤＰＦの前回値に加算することによって、今回のＰＭ堆積量ＳＱＰＭＤＰＦを算出する。

なお、ＰＭ堆積量ＳＱＰＭＤＰＦは、後述するようにフィルタ８の再生が完了したときに値０にリセットされるものであり、したがって、その時点においてフィルタ８に堆積しているＰＭの堆積量を表す。

次いで、ポスト噴射実行中フラグＦ＿ＰＯＳＴＯＮが「１」であるか否かを判別する（ステップ２）。この答がＮＯのとき、すなわち、ポスト噴射の実行中でないときには、実行条件成立フラグＦ＿ＰＯＳＴＯＫが「１」であるか否かを判別する（ステップ３）。この実行条件成立フラグＦ＿ＰＯＳＴＯＫは、後述する実行条件判定処理において、オイルダイリューション（以下「Ｏ／Ｄ」という）に関するポスト噴射の実行条件が成立しているときに、「１」にセットされるものである。

上記ステップ３の答がＮＯで、Ｏ／Ｄに関する実行条件が成立していないときには、ポスト噴射を実行しないものとして、そのまま本処理を終了する。一方、上記ステップ３の答がＹＥＳのときには、前記ステップ１で算出したＰＭ堆積量ＳＱＰＭＤＰＦが所定のしきい値ＰＭＲＥＦ（例えば９ｇ）よりも大きいか否かを判別する（ステップ４）。この答がＮＯのときには、フィルタ８におけるＰＭの堆積量がまだ少ないため、ポスト噴射を実行しないものとして、本処理を終了する。

一方、上記ステップ４の答がＹＥＳで、ＰＭ堆積量ＳＱＰＭＤＰＦがしきい値ＰＭＲＥＦよりも大きくなったときには、フィルタ８を再生するためにポスト噴射を開始するものとして、ポスト噴射実行中フラグＦ＿ＰＯＳＴＯＮを「１」にセットし（ステップ５）、ステップ６に進む。一方、上記ステップ２の答がＹＥＳで、すでにポスト噴射の実行中であるときには、ステップ３〜５をスキップし、ステップ６に進む。

このステップ６では、ＰＭ堆積量ＳＱＰＭＤＰＦが判定値ＰＯＳＴＦＩＮよりも大きいか否かを判別する。この判定値ＰＯＳＴＦＩＮは、値０に近い小さな所定値に設定されている。この答がＹＥＳのときには、ステップ７および８において、ポスト噴射量ＱＰＯＳＴおよびポスト噴射時期ＴＰＯＳＴをそれぞれ算出した後、本処理を終了する。

ポスト噴射量ＱＰＯＳＴは、次のようにして算出される。すなわち、まず、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって基本ポスト噴射量を算出し、フィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧが目標温度（例えば６００℃）になるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによってフィードバック補正項を算出する。次いで、算出した基本ポスト噴射量をフィードバック補正項で補正することによって、ポスト噴射量ＱＰＯＳＴが算出される。また、ポスト噴射時期ＴＰＯＳＴは、ポスト噴射量ＱＰＯＳＴなどに応じて算出される。そして、これらのポスト噴射量ＱＰＯＳＴおよびポスト噴射時期ＴＰＯＳＴに基づくポスト噴射が行われることによって、フィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧが目標温度になるように制御され、それにより、フィルタ８の溶損を防止しながら、フィルタ８が再生される。

一方、前記ステップ６の答がＮＯで、ＰＭ堆積量ＳＱＰＭＤＰＦが判定値ＰＯＳＴＦＩＮ以下になったときには、ポスト噴射の実行によって、フィルタ８に堆積したＰＭが十分に燃焼し、再生が完了したとして、ポスト噴射を終了し、ポスト噴射実行中フラグＦ＿ＰＯＳＴＯＮを「０」にリセットする（ステップ９）。次いで、ＰＭ堆積量ＳＱＰＭＤＰＦを値０にリセットし（ステップ１０）、本処理を終了する。

図３は、Ｏ／Ｄに関するポスト噴射の実行条件が成立しているか否かを判定する実行条件判定処理を示しており、この処理は、所定時間（例えば２０ｍｓｅｃ）ごとに実行される。まず、ステップ２１では、実行条件成立フラグＦ＿ＰＯＳＴＯＫが「１」であるか否かを判別する。この答がＹＥＳで、Ｏ／Ｄに関する実行条件が成立しているときには、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが所定の第１しきい値ＱＲＥＦ１（例えば１０ｗｔ％相当）よりも大きいか否かを判別する（ステップ２２）。この答がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。このＯ／Ｄ量ＱＯＤは、エンジンオイルに実際に混入している燃料の量を表すものであり、後述するＱＯＤ算出処理において算出される。

一方、上記ステップ２２の答がＹＥＳで、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが第１しきい値ＱＲＥＦ１よりも大きくなったときには、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが増大し、過大になるのを防止するために、ポスト噴射を実行しないものとし、その実行条件が成立していないことを表すために、実行条件成立フラグＦ＿ＰＯＳＴＯＫを「０」にセットし（ステップ２３）、本処理を終了する。

一方、上記ステップ２１の答がＮＯで、実行条件が成立していないときには、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが上記第１しきい値ＱＲＥＦ１よりも小さな所定の第２しきい値ＱＲＥＦ２（例えば８ｗｔ％相当）よりも小さいか否かを判別する（ステップ２４）。この答がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。

一方、上記ステップ２４の答がＹＥＳで、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが第２しきい値ＱＲＥＦ２よりも小さくなったときには、ポスト噴射を実行しても、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが過大になるおそれがないとして、Ｏ／Ｄに関する実行条件が成立していると判定する。そして、実行条件成立フラグＦ＿ＰＯＳＴＯＫを「１」にセットし（ステップ２５）、本処理を終了する。

以上のように、ポスト噴射の実行が許可されている状態で、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが第１しきい値ＱＲＥＦ１を上回ったときに、実行条件成立フラグＦ＿ＰＯＳＴＯＫが「０」にセットされ（ステップ２３）、ポスト噴射の実行が禁止される。また、その状態で、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが第２しきい値ＱＲＥＦ２を下回ったときに、Ｆ＿ＰＯＳＴＯＫが「１」にセットされ（ステップ２５）、ポスト噴射の実行禁止が解除される。

図４は、図３のステップ２２などで用いられるＯ／Ｄ量ＱＯＤを算出するＱＯＤ算出処理を示しており、この処理は、ＴＤＣ信号の入力に同期して実行される。まず、ステップ３１では、ポスト噴射実行中フラグＦ＿ＰＯＳＴＯＮが「１」であるか否かを判別する。この答がＹＥＳで、ポスト噴射の実行中のときには、以下のステップ３２〜３５において、Ｏ／Ｄ発生量ＱＡＯＤを算出する。このＯ／Ｄ発生量ＱＡＯＤは、ポスト噴射された燃料によって希釈された１ＴＤＣ当たりのエンジンオイルの希釈量、すなわち、ポスト噴射された燃料のうち、燃焼室３ｃから排出されずに、シリンダ壁面などに付着した後、エンジンオイルに混入する燃料量を表す。

まず、ステップ３２では、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、Ｏ／Ｄ率ＲＯＤを算出する。このＯ／Ｄ率ＲＯＤは、ポスト噴射された総燃料量に対するエンジンオイルに混入する燃料量の割合を表す。また、上記のマップでは、Ｏ／Ｄ率ＲＯＤは、エンジン回転数ＮＥが低いほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン回転数ＮＥが低いほど、ポスト噴射された燃料が気化しにくく、シリンダ壁面に付着しやすいためである。

次いで、エンジン水温ＴＷに応じ、図５に示すＫＴＷテーブルを検索することによって、水温補正係数ＫＴＷを算出する（ステップ３３）。このＫＴＷテーブルでは、水温補正係数ＫＴＷは、エンジン水温ＴＷが低いほど、ポスト噴射された燃料が気化しにくいため、より大きな値に設定されている。

次に、ポスト噴射時期ＴＰＯＳＴに応じ、図６に示すＫＴＰテーブルを検索することによって、噴射時期補正係数ＫＴＰを算出する（ステップ３４）。このＫＴＰテーブルでは、噴射時期補正係数ＫＴＰは、ポスト噴射時期ＴＰＯＳＴが遅角側であるほど、より大きな値に設定されている。これは、ポスト噴射時期ＴＰＯＳＴが遅角側であるほど、すなわち、圧縮上死点に対して遅れるほど、シリンダ内の圧力および温度がより低くなることから、ポスト噴射された燃料が気化しにくく、シリンダ壁面に付着しやすいためである。

次いで、ポスト噴射量ＱＰＯＳＴ、上記ステップ３２〜３４で算出されたＯ／Ｄ率ＲＯＤ、水温補正係数ＫＴＷおよび噴射時期補正係数ＫＴＰを用い、次式（１）によって、Ｏ／Ｄ発生量ＱＡＯＤを算出する（ステップ３５）。
ＱＡＯＤ←ＱＰＯＳＴ・ＲＯＤ・ＫＴＷ・ＫＴＰ …… （１）
このように、ポスト噴射量ＱＰＯＳＴに、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じて求めたＯ／Ｄ率ＲＯＤを乗算するとともに、水温補正係数ＫＴＷおよび噴射時期補正係数ＫＴＰで補正することによって、Ｏ／Ｄ発生量ＱＡＯＤを適切に算出することができる。

一方、前記ステップ３１の答がＮＯ（Ｆ＿ＰＯＳＴＯＮ＝０）で、ポスト噴射の実行中でないときには、Ｏ／Ｄ発生量ＱＡＯＤを値０に設定する（ステップ３６）。

上記ステップ３５または３６に続くステップ３７〜３９では、燃料蒸発量ＱＶＡＦを算出する。この燃料蒸発量ＱＶＡＦは、１ＴＤＣ当たりにエンジンオイルから蒸発する燃料の蒸発量を表す。

まず、ステップ３７では、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、燃料蒸発率ＲＶＡＦを算出する。この燃料蒸発率ＲＶＡＦは、エンジンオイルに混入した総燃料量に対する燃料の蒸発量の割合を表す。また、上記のマップでは、燃料蒸発率ＲＶＡＦは、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、また燃料噴射量ＱＩＮＪが大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、また燃料噴射量ＱＩＮＪが大きいほど、エンジン３本体の温度がより高いことから、燃料がエンジンオイルから蒸発しやすいためである。

次いで、油温ＴＯＩＬに応じ、図７に示すＫＯＩＬテーブルを検索することによって、油温補正係数ＫＯＩＬを算出する（ステップ３８）。このＫＯＩＬテーブルでは、油温補正係数ＫＯＩＬは、油温ＴＯＩＬが高いほど、エンジンオイルから燃料が蒸発しやすいため、より大きな値に設定されている。

次に、そのときに得られているＯ／Ｄ量ＱＯＤ、上記ステップ３７および３８でそれぞれ算出された燃料蒸発率ＲＶＡＦおよび油温補正係数ＫＯＩＬを用い、次式（２）によって燃料蒸発量ＱＶＡＦを算出する（ステップ３９）。
ＱＶＡＦ←ＱＯＤ・ＲＶＡＦ・ＫＯＩＬ …… （２）
このように、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤに、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じて求めた燃料蒸発率ＲＶＡＦを乗算するとともに、油温補正係数ＫＯＩＬで補正することによって、燃料蒸発量ＱＶＡＦを適切に算出することができる。

次いで、前記ステップ３５および３９でそれぞれ算出されたＯ／Ｄ発生量ＱＡＯＤと燃料蒸発量ＱＶＡＦとの差を、今回の１ＴＤＣ当たりのＯ／Ｄ量ΔＱＯＤとして算出する（ステップ４０）。次に、そのときのＯ／Ｄ量ＱＯＤに、算出された１ＴＤＣ当たりのＯ／Ｄ量ΔＱＯＤを加算することによって、Ｏ／Ｄ量を算出し（ステップ４１）、本処理を終了する。

以上の算出方法から明らかなように、算出したＯ／Ｄ量ＱＯＤは、１ＴＤＣ当たりのＯ／Ｄ量を表すＯ／Ｄ量ΔＱＯＤを積算したものであるので、そのときにエンジンオイルに実際に混入している燃料の量を適切に表す。なお、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤは、エンジンオイルの交換時に値０にリセットされる。

図８は、上記ステップ４１で算出されたＯ／Ｄ量ＱＯＤに応じて、ＤＰＦランプ２１の動作を制御するＤＰＦランプ制御処理を示しており、この処理は、所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。まず、ステップ５１では、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが、第３しきい値ＱＲＥＦ３よりも大きいか否かを判別する。この第３しきい値ＱＲＥＦ３は、前記第１しきい値ＱＲＥＦ１と第２しきい値ＱＲＥＦ２の間の所定値、例えば９ｗｔ％相当に設定されている。

上記ステップ５１の答がＮＯのときには、ランプフラグＦ＿ＬＡＯＮを「０」にセットし（ステップ５２）、本処理を終了する。これにより、ＤＰＦランプ２１は消灯状態に制御される。一方、ステップ５１の答がＹＥＳで、ＱＯＤ＞ＱＲＥＦ３のときには、ランプフラグＦ＿ＬＡＯＮを「１」にセットし（ステップ５３）、本処理を終了する。これにより、ＤＰＦランプ２１を点滅させることによって、運転者に高負荷運転を促す。

高負荷運転中では、排ガスの温度は非常に高く、それにより、フィルタ８が高温状態にあるので、ポスト噴射を実行しなくても、フィルタ８に堆積したＰＭは燃焼し、フィルタ８が再生される。したがって、上記ステップ５１および５３により、ＱＯＤ＞ＱＲＥＦ３で、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが比較的大きいときに、運転者に高負荷運転を促し、実行させることによって、ＰＭ堆積量ＳＱＰＭＤＰＦが前記しきい値ＰＭＲＥＦを上回りにくくなり、それにより、ポスト噴射の実行頻度が低減されるので、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが過大になるのを回避することが可能になる。

以上のように、本実施形態によれば、１ＴＤＣ当たりのエンジンオイルの希釈量を表すＯ／Ｄ発生量ＱＡＯＤと、１ＴＤＣ当たりのエンジンオイルからの燃料蒸発量ＱＶＡＦを算出し、両者の差を１ＴＤＣ当たりのＯ／Ｄ量ΔＱＯＤとして算出するとともに、さらにその積算値をＯ／Ｄ量ＱＯＤとして算出するので、このＯ／Ｄ量ＱＯＤによって、エンジンオイルの希釈状態を精度良く推定することができる。また、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが第１しきい値ＱＲＥＦ１よりも大きいときには、ポスト噴射の実行を禁止するので、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤを過大にならないように適切に制御でき、エンジンオイルの所期の機能を維持することができる。さらに、ポスト噴射の実行の禁止中に、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが第２しきい値ＱＲＥＦ２よりも小さくなったときには、この禁止を解除するので、ポスト噴射を過不足なく行うことができ、それにより、フィルタ８を適切に再生することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、エンジンオイルの希釈状態を、エンジン３の運転状態およびポスト噴射量ＱＰＯＳＴに応じて算出したＯ／Ｄ量ＱＯＤによって推定しているが、例えば、センサによってエンジンオイルの希釈状態を検出してもよい。また、実施形態では、ポスト噴射を、フィルタ８を再生するために実行しているが、これに限らず、他の目的、例えば、排ガス中のＮＯｘを捕捉するＮＯｘ捕捉材に捕捉されたＮＯｘを還元するために実行するものでもよい。

さらに、実施形態では、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤ＞第１しきい値ＱＲＥＦ１のときに、ポスト噴射の実行を禁止しているが、ポスト噴射の実行を禁止せずに、例えば、前記ステップ４で用いられるしきい値ＰＭＲＥＦを、通常時よりも大きな値にもち替え、それにより、ポスト噴射の実行頻度を低減するようにしてもよい。また、ポスト噴射に加えて、ポスト噴射を用いずにフィルタ８を再生する他の再生手段を有する場合には、Ｏ／Ｄ量ＱＯＤが大きくなったときに、この再生手段による再生を優先して行うようにしてもよい。また、実施形態は、本発明をディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ディーゼルエンジン以外の各種のエンジン、例えば、ガソリンエンジンやクランク軸を鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンに適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本実施形態による制御装置およびこれを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。 ポスト噴射制御処理を示すフローチャートである。 実行条件判定処理を示すフローチャートである。 ＱＯＤ算出処理を示すフローチャートである。 図４の処理で用いられるＫＴＷテーブルの一例である。 図４の処理で用いられるＫＴＰテーブルの一例である。 図４の処理で用いられるＫＯＩＬテーブルの一例である。 ＤＰＦランプ制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 制御装置
２ ＥＣＵ（運転状態検出手段、ポスト噴射制御手段、エンジンオイル希釈量
算出手段、燃料蒸発量算出手段、エンジンオイル希釈状態推定手
段、ポスト噴射量算出手段、エンジンオイル希釈状態検出手段、
ポスト噴射量低減手段）
３ エンジン
３ｃ 燃焼室
６ インジェクタ
１１ クランク角センサ（運転状態検出手段）
１５ アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
ＮＥ エンジン回転数（内燃機関の運転状態）
ＡＰ アクセル開度（内燃機関の運転状態）
ＱＡＯＤ Ｏ／Ｄ発生量（エンジンオイルの希釈量）
ＱＶＡＦ 燃料蒸発量
ＱＯＤ Ｏ／Ｄ量（エンジンオイルの希釈状態）
ＱＰＯＳＴ ポスト噴射量

Claims (2)

1. 燃料を燃焼室に噴射するインジェクタを有する内燃機関において、
   当該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   当該検出された内燃機関の運転状態に基づいて、前記内燃機関の膨張行程中または排気行程中に前記インジェクタから燃料を噴射するポスト噴射を実行するポスト噴射制御手段と、
   当該ポスト噴射された燃料によって希釈されたエンジンオイルの希釈量を算出するエンジンオイル希釈量算出手段と、
   前記エンジンオイルから蒸発した燃料の蒸発量を算出する燃料蒸発量算出手段と、
   前記算出されたエンジンオイル希釈量および燃料蒸発量に基づいて、前記エンジンオイルの希釈状態を推定するエンジンオイル希釈状態推定手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 燃料を燃焼室に噴射するインジェクタを有する内燃機関において、
   当該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   当該検出された内燃機関の運転状態に基づいて、前記内燃機関の膨張行程中または排気行程中に前記インジェクタから噴射される燃料量であるポスト噴射量を算出するポスト噴射量算出手段と、
   エンジンオイルの希釈状態を推定または検出するエンジンオイル希釈状態検出手段と、
   当該推定または検出されたエンジンオイルの希釈状態に応じて、前記ポスト噴射量算出手段により算出されたポスト噴射量を低減するポスト噴射量低減手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。

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